铝液化学成分对热浸镀铝的影响分析

铝液的化学成分对热浸镀铝层也有较大的影响。铝液中的其他元素会对热浸镀铝的工艺性、镀层的组织结构、镀层厚度及性能产生影响。因此，在热浸镀铝时，一般通过在铝液中添加合金元素的方法来改变镀层组织和改善镀层性能。

（1）硅 铝液中加入硅不仅显著阻碍铝原子向基体的扩散，也阻碍基体表面的铁原子向铝液的扩散。同时，由于在热浸镀铝时硅与铁形成了固溶体，使铝原子的扩散系数减小，因而使镀铝层中合金层厚度显著减小。在铝液中加入硅，可降低铝的熔点，提高铝液的流动性，并降低热浸镀铝的温度。X射线结构分析表明，纯铝镀层的合金层由Fe₂Al₅单一相组成，合金层形状呈锯齿状，当含硅镀铝层的合金层中有FeAl₃、Fe₂Al₅和FeSi相存在时，合金层形貌变为平坦状。随着铝液中硅含量的增加，合金层的硬度也有所下降。

（2）铜 铝液中添加铜元素可抑制合金层的生长，其作用次于硅和铍。但必须控制铜的添加量，当添加量大于3%（质量分数）时，会降低热浸镀铝层的耐蚀性。

（3）铍 添加铍可显著降低热浸镀铝合金层的厚度，其效果大于硅和铜，但会显著降低合金层的硬度。由于铍具有毒性，在实际生产中一般不采用。

（4）钛 添加钛可降低合金层的厚度和改善热浸镀铝层的塑性，但是钛会与铝形成不溶的TiAl₃，会降低铝镀层的外观质量。

（5）锌 添加锌可增强铝液与基体的反应，降低镀铝温度，缩短镀铝时间，所得的镀层黏附性好。锌的添加量小于12%（质量分数）时，对镀铝层合金层厚度无影响。(www.xing528.com)

（6）铁 铝液中的铁一般来自钢铁工件及铁锅的溶解，铁的溶入使铝液的黏度增加，流动性下降，使镀层表面的铝层增厚并使镀层外观变暗。铁含量的增高使液相温度提高，从而提高了热浸镀铝的温度。当铝液中的铁含量超过饱和溶解度时，会析出Fe-Al合金渣沉淀于锅底。部分合金渣会黏附在镀层表面，形成粗糙表面。铝液中过多的铁还会降低镀层的耐蚀性。

（7）锰 锰的加入会提高铝液的熔点，使热浸镀铝温度提高。有研究表明，在铝液中加入一定量的锰，还可以提高热浸镀铝层的耐海水腐蚀性能。

（8）镁 铝液中添加质量分数大于0.5%的镁，可使合金层厚度减小。镁的加入可提高合金层的强度，但对硬度影响不大。

（9）稀土元素 铝液中加入稀土元素，可起到细化镀层晶粒的作用，因而提高热浸镀铝层的塑性和耐蚀性。稀土元素的加入还能增加镀层表面光泽。

铝液中添加元素对热浸镀铝层合金层厚度的影响如图9-4所示。